带压开采底板破坏与突水预测研究
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更新于2024-09-03
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"本文主要探讨了带压开采过程中底板破坏因素及突水预测的研究,针对采动影响导致的底板突水事故,采用塑性理论和经验公式进行分析。研究以某煤矿15号煤层为实例,通过建立‘赋存-采动’多因素组合模型,利用FLAC3D软件模拟底板应力和塑性区变化,提出等效破坏深度概念,并将其应用于突水系数法中,为防止突水提供了预防措施和建议。"
在带压开采过程中,底板破坏是一个关键问题,因为它直接关系到煤矿的安全生产和水资源保护。底板破坏的因素可以分为两类:赋存因素和开采设计因素。赋存因素主要包括隔水层厚度和底板水压,这两个因素对承压水导升带的范围有显著影响,其中隔水层厚度的作用更为突出。开采设计因素则包括煤厚和工作面斜长,它们影响着采动破坏带的深度和形状。
通过FLAC3D数值模拟,研究发现工作面宽度对采动破坏带深度非常敏感,而隔水层厚度和底板水压则主要决定了承压水上升的高度和区域。相对而言,煤层厚度的变动对底板破坏的影响较小。这一发现有助于优化开采设计,如适当降低工作面宽度以减小底板破坏的可能性。
为了更准确地预测突水风险,研究中首次提出了“等效破坏深度”的概念。这是一个创新性的指标,将底板破坏的复杂情况简化为一个可量化的参数,便于应用到突水预测模型中。通过等效破坏深度,可以更有效地评估底板的稳定性,预测带压开采时可能出现的突水危险。
根据研究结果,对于15号煤层的带压开采,提出了针对性的预防突水措施,包括降低工作面宽度以减少底板破坏,以及在煤壁、工作面前方等关键位置加强探放水工作,以提高矿井的防水安全性。这些方法为实际煤矿的安全生产提供了科学依据和指导。
该研究对带压开采条件下的底板破坏机理进行了深入探讨,通过数值模拟和新概念的应用,提高了突水预测的准确性,为防止底板突水事故提供了理论支持和技术手段。这不仅有助于提升我国煤矿的安全水平,也有利于推动采矿工程领域的科技进步。
2020-05-14 上传
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2020-06-15 上传
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